ترانسمیتر اکتیو و پسیو چیست و کدام را انتخاب کنیم؟

به ای شاپ صنعت خوش آمدید.

تفاوت اصلی ترانسمیتر اکتیو و پسیو در نحوه تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز برای عملکرد دستگاه و ارسال سیگنال است.

ترانسمیتر اکتیو برای روشن شدن به یک منبع تغذیه کاملا مجزا نیاز دارد، در حالی که ترانسمیتر پسیو انرژی کاری خود را مستقیما از همان لوپ جریان سیگنال تامین می کند.

شناخت این تفاوت نقشی تعیین کننده در طراحی تابلوی برق، حجم کابل کشی، انتخاب کارت های ورود و خروج PLC و جلوگیری از نویزهای صنعتی دارد. در ادامه این دو مدل را از دیدگاه نصب، عیب یابی و توجیه اقتصادی بررسی می کنیم.

جدول مقایسه فنی ترانسمیتر اکتیو در برابر پسیو

تفاوت عملکردی این دو مدل نشان می دهد که پسیو برای کاهش هزینه ها عالی است.

اما مدل اکتیو پایداری بالاتری در شرایط سخت محیطی ارائه می دهد.

ترانسمیتر دما اکتیو چیست؟

ترانسمیتر اکتیو تجهیز متصل به سنسور است که برق مصرفی مدارات داخلی خود را از یک منبع ولتاژ مستقل دریافت می کند.

این تجهیز انرژی مورد نیاز برای اندازه گیری و تولید جریان چهار تا بیست میلی آمپر را از مدار سیگنال نمی گیرد.

ساختار این مدل معمولا به صورت چهار سیمه طراحی می شود. دو سیم به صورت اختصاصی ولتاژ تغذیه (معمولا بیست و چهار ولت مستقیم یا دویست و بیست ولت متناوب) را به دستگاه می رسانند و دو سیم دیگر سیگنال آنالوگ خروجی را منتقل می کنند.

مزیت اصلی مدل اکتیو، پایداری بالای سیگنال و عدم وابستگی عملکرد تجهیز به افت ولتاژ یا محدودیت توان خروجی کارت PLC است.

اگر می خواهید بدانید کلیت این تجهیز چطور عمل می کند، مقاله ترانسمیتر دما چیست را مطالعه کنید.

نحوه سیم کشی عملی ترانسمیتر اکتیو

برای سیم کشی ترانسمیتر اکتیو، ابتدا دو سیم منبع تغذیه مستقل را به ترمینال های Power (معمولا با علامت L و N برای برق متناوب یا V+ و V- برای برق مستقیم بیست و چهار ولت) متصل کنید.

سپس دو سیم خروجی سیگنال را از ترمینال های Output (با علامت I+ و I-) به کارت ورودی آنالوگ PLC وصل کنید.

کارت PLC در این حالت باید در حالت Passive یا Non-Powered تنظیم شده باشد، زیرا خود ترانسمیتر جریان را به سمت کارت تزریق می کند.

سیم کشی ترانسمیتر اکتیو

ترانسمیتر دما پسیو چیست؟

ترانسمیتر پسیو هیچ منبع تغذیه مجزا ندارد و تمام توان الکتریکی مورد نیاز برای روشن ماندن و پردازش داده را از همان لوپ جریان بیست و چهار ولت سیگنال دریافت می کند.

این سیستم به صورت دو سیمه سیم کشی می شود. همین دو رشته سیم هم زمان هر دو وظیفه انتقال انرژی به دستگاه و ارسال سیگنال چهار تا بیست میلی آمپر به سیستم کنترل را انجام می دهند.

مزیت اصلی این روش، کاهش پنجاه درصدی حجم کابل کشی، صرفه جویی در مصرف کابل های چند رشته ای و خلوت شدن کادرهای ترمینال داخل تابلو است.

اگر قصد تامین تجهیزات برای پروژه خود را دارید، بررسی گزینه های خرید ترانسمیتر دما به شما در برآورد هزینه ها کمک می کند.

نحوه سیم کشی عملی ترانسمیتر پسیو

در سیم کشی ترانسمیتر پسیو، سیم مثبت بیست و چهار ولت مستقیما از منبع تغذیه یا کارت PLC فعال به ترمینال + یا Loop+ ترانسمیتر متصل می شود.

سپس سیم منفی ترانسمیتر (ترمینال – یا Loop-) به ترمینال مثبت کارت ورودی آنالوگ PLC وصل می گردد.

در نهایت، پایه منفی کارت PLC به منفی منبع تغذیه متصل می شود تا یک حلقه کامل تشکیل گردد.

سیم کشی ترانسمیتر پسیو

سه نکته فنی که اغلب سایت ها به آن اشاره نمی کنند

مشکل حلقه زمین در ترانسمیتر پسیو

در ترانسمیتر پسیو خط منفی سیگنال و تغذیه یکی هستند.

اگر بدنه تجهیز به زمین متصل باشد و کارت PLC هم زمین متفاوتی داشته باشد، اختلاف پتانسیل زمین رخ می دهد.

این اختلاف پتانسیل باعث ایجاد نویز روی جریان چهار تا بیست میلی آمپر می شود.

ترانسمیتر اکتیو به دلیل تغذیه کاملا ایزوله، خط خروجی مجزا دارد و هرگز دچار مشکل حلقه زمین (Ground Loop) نمی شود.

محدودیت توان کارت PLC (Power Budgeting)

تجهیز پسیو برای زنده ماندن مداراتش همیشه حداقل سه و نیم تا سه و هشت دهم میلی آمپر جریان می کشد.

کارت PLC یا منبع تغذیه باید بتواند حداقل ولتاژ کاری ترانسمیتر (مثلا دوازده ولت) را پس از کسر افت ولتاژ طول مسیر تامین کند.

برای مثال، فرض کنید منبع تغذیه لوپ بیست و چهار ولت باشد و حداقل ولتاژ کاری ترانسمیتر دوازده ولت تعیین شده باشد.

حداکثر افت ولتاژ مجاز روی کابل و کارت PLC برابر با دوازده ولت است.

در حداکثر جریان لوپ یعنی بیست میلی آمپر، طبق قانون اهم، حداکثر مقاومت کل مسیر مجاز برابر است با:

R max = (24V − 12V) ÷ 0.02A = 600 اهم

اگر مجموع مقاومت کابل رفت و برگشت و مقاومت داخلی کارت PLC (مثلا دویست و پنجاه اهم) از ششصد اهم فراتر رود، در دماهای بالا جریان لوپ روی عددی کمتر از بیست میلی آمپر قفل شده و داده اشتباه ارسال می شود.

افت فشار مجاز ترانسمیتر پسیو

قابلیت خود تشخیصی در زمان قطع برق

اگر سنسور دمایی مانند RTD از ترانسمیتر قطع شود، ترانسمیتر اکتیو به دلیل داشتن برق مستقل، روشن می ماند و وضعیت قطع سنسور را روی نمایشگر نشان می دهد. همچنین کد خطای دقیق را ارسال می کند.

اما در ترانسمیتر پسیو، اگر کابل لوپ قطع شود، دستگاه به طور کامل خاموش می گردد.

در این حالت سیستم کنترل فقط قطع شدن کامل جریان را تشخیص می دهد و نمی داند مشکل از خرابی سنسور است یا قطعی کابل.

کدام را انتخاب کنیم؟

چه زمانی ترانسمیتر اکتیو بخریم؟

• زمانی که فاصله ترانسمیتر تا تابلو کنترل بیش از پانصد متر است
• زمانی که تجهیز در محیطی با نویز شدید الکترومغناطیسی و کابل های فشار قوی قرار دارد
• زمانی که کارت ورودی PLC شما فاقد منبع تغذیه internal loop است
• زمانی که نیاز به ارسال داده های پیچیده کالیبراسیون و عیب یابی بدون قطعی برق تجهیز دارید

چه زمانی ترانسمیتر پسیو بخریم؟

• زمانی که فضای داخل سینی کابل و تابلوی برق محدود است
• زمانی که می خواهید هزینه کابل کشی پروژه را به حداقل برسانید
• زمانی که فاصله تجهیز تا سیستم کنترل کمتر از سیصد متر است
• زمانی که پروژه شامل صدها نقطه اندازه گیری ساده بدون نویزهای شدید صنعتی است

اشتباهات رایج در انتخاب و نصب

عدم محاسبه افت ولتاژ لوپ: نصب ترانسمیتر پسیو در فواصل طولانی بدون محاسبه مقاومت کابل.

انتخاب اشتباه کارت PLC: اتصال ترانسمیتر اکتیو به کارت PLC که خودش بیست و چهار ولت روی خط تزریق می کند.

نادیده گرفتن ایزولاسیون: استفاده از پسیو بدون ایزولاتور در محیط هایی با نویز زمین بالا.

عدم توجه به جریان پایه: عدم محاسبه توان کلی منبع تغذیه تابلوی کنترل برای تغذیه هم زمان ده ها لوپ پسیو.

اشتباه در سفارش خروجی: خرید تجهیز اکتیو چهار سیمه زمانی که فقط کابل دو رشته تا محل تجهیز کشیده شده است.

کالیبراسیون نادرست: انجام عملیات کالیبراسیون ترانسمیتر بدون در نظر گرفتن ولتاژ نامی منبع تغذیه لوپ.

راهنمای عیب یابی سریع ترانسمیتر پسیو با مولتی متر

برای عیب یابی ترانسمیتر پسیو که داده ارسال نمی کند، مراحل زیر را با یک مولتی متر انجام دهید:

۱. مولتی متر را روی حالت ولتاژ مستقیم (DC Voltage) قرار دهید.
۲. پروب های مولتی متر را مستقیما روی ترمینال های + و – ترانسمیتر بگذارید.
۳. اگر ولتاژ صفر است، کابل قطعی دارد یا کارت PLC ولتاژ بیست و چهار ولت را تامین نمی کند.
۴. اگر ولتاژ بین دوازده تا بیست و چهار ولت است اما جریانی در لوپ نیست، مولتی متر را روی حالت میلی آمپر مستقیم قرار داده و آن را به صورت سری در مدار لوپ بگذارید.
۵. اگر جریان کمتر از سه و نیم میلی آمپر یا صفر باشد، ترانسمیتر پسیو سوخته یا مدار داخلی آن آسیب دیده است.

سوالات متداول

آیا می توان ترانسمیتر پسیو را به اکتیو تبدیل کرد؟
خیر، ساختار سخت افزاری این دو متفاوت است اما می توان با اضافه کردن یک منبع تغذیه بیست و چهار ولت خارجی به لوپ پسیو، رفتار تغذیه ای آن را شبیه سازی کرد.

تفاوت مصرف جریان این دو مدل چقدر است؟
تجهیز پسیو بین سه و نیم تا بیست میلی آمپر از لوپ می کشد، اما مدل اکتیو توان خود را از خط مجزا می گیرد و جریان لوپ خروجی آن دقیقا متناظر با مقدار اندازه گیری شده است.

آیا ترانسمیتر پسیو با پروتکل HART سازگار است؟
بله، سیگنال های فرکانسی پروتکل HART بدون مشکل روی همان سیگنال چهار تا بیست میلی آمپر لوپ پسیو سوار می شوند. برای اطلاعات بیشتر می توانید مقاله پروتکل HART چیست را بخوانید.

در فاصله چند متر باید حتما از اکتیو استفاده کرد؟
معمولا در فواصل بالای پانصد متر به دلیل افت ولتاژ خط، استفاده از ترانسمیتر اکتیو توصیه می شود.

آیا نصب پسیو نیاز به تخصص کمتری دارد؟
خیر، اتفاقا سیم کشی پسیو به دلیل مشترک بودن خط تغذیه و سیگنال نیازمند دقت بیشتری در پلاریته مثبت و منفی است.

چگونه بفهمیم ترانسمیتر موجود در پروژه اکتیو است یا پسیو؟
به ترمینال های دستگاه نگاه کنید؛ اگر چهار ترمینال (دو تا power و دو تا signal) دارد اکتیو است و اگر دو ترمینال دارد پسیو است.

آیا هزینه نگهداری این دو مدل متفاوت است؟
ترانسمیتر پسیو به دلیل نداشتن منبع تغذیه مجزا خرابی کمتری دارد و نگهداری آن آسان تر است.

جمع بندی

انتخاب بین ترانسمیتر اکتیو و پسیو نباید بر اساس مدرن تر بودن یک مدل انجام شود. معیار اصلی تصمیم گیری شما:

• بررسی فاصله تا اتاق کنترل
• وجود نویزهای الکتریکی در محیط
• بودجه کابل کشی است

اگر فاصله زیاد است یا نویز زمین دارید، حتما مدل اکتیو را انتخاب کنید.

اما برای کاربردهای عمومی و فواصل کوتاه، مدل پسیو اقتصادی ترین و مطمئن ترین گزینه خواهد بود.